STEM-подход: инновация в сфере образования

Специалисты в сфере образования регулярно задаются вопросами, как повысить вовлеченность школьников и студентов в процесс обучения, вдохновить их на достижения, сделать материал понятным, а усвоение легким. На протяжении всей истории педагогики постоянно появляются новые методы, методики, способы преподавания, которые должны приблизить всех к заветной цели – хорошей успеваемости и прочным знаниям. Как показывает практика, сложно кого-то чему-то научить, если человек сам не заинтересован в получении знаний. В этой статье предлагаем вам поближе познакомиться с одним из новых, прогрессивных и многообещающих направлений в образовании – STEM-образование.

STEM – это аббревиатура, сложенная из первых букв четырех слов: Science, Technology, Engineering, Mathematics (наука, технологии, инженерия, математика). STEM – это образовательная методика, объединяющая естественные науки и инженерные предметы в единую систему. Иногда к аббревиатуре добавляют букву А (arts) – искусство, гуманитарные науки.

Впервые STEM-подход был предложен учеными Национального научного фонда США в 2001 году. В связи с высокой эффективностью методика быстро набрала популярность в других странах. В чем же преимущество данного подхода? Школьная программа, которая использовалась раньше, уже не была способна полностью закрыть все потребности ученика. История, биология, математика, физика и прочие дисциплины никак не пересекались между собой, для восприятия ребенка они оставались разрозненными кусочками информации. STEM-подход решает сложившуюся проблему, путем создания стойких логических связей между дисциплинами.

К сожалению, очень долгое время школьники с трудом решали задачи, требующие междисциплинарного подхода. В понимании ребенка заложена жесткая схема, суть которой заключается в четком разделении предметов: сейчас занимаемся физикой, а через два урока биологией. Но, в ситуации, когда необходимо соединить информацию из двух источников знаний, ребенок испытывает затруднения. Также наблюдается серьезный разрыв между теорией и практикой. Информация, которую ученик узнает ежедневно остается, как правило, лишь набором фактов, оторванных от реальной жизни и опыта. Подобная ситуация закономерно приводит к тому, что материал усваивается гораздо хуже, а память не удерживает массивы информации, которые воспринимаются как бесполезные.

В свою очередь в основе STEM-образования заложен интегративный подход: биологию, физику, химию и математику преподают не по отдельности, а в связи друг с другом для решения реальных технологических задач. Такой подход учит рассматривать проблемы в целом, а не в разрезе одной области науки или технологии.

Плюсы STEM-образования

Данный подход в сфере образования призван формировать качества, которые пригодятся в построении успешной карьеры в будущем. Но, если ребенок решит связать жизнь с профессией, далекой от STEM-подхода, эта методика в любом случае развивает набор полезных навыков и умений.

• Школьники вырабатывают привычку быть любознательными, стремиться к новым знаниям. Процесс обучения воспринимается как увлекательное приключение или игра.
• Развитие аналитического мышления, способность анализировать процессы, прогнозировать результаты.
• Стимулирование интереса к точным наукам – классическая школьная программа редко дает возможность показать детям, что занятия математикой и физикой могут быть увлекательными.
• Школьники учатся работать не только самостоятельно, но и в команде, которая заинтересована в благополучной реализации проекта. Это развивает у детей коммуникативные навыки, умение договариваться и работать сообща.
• Работа с актуальной информацией, свежими достижениями из разных областей знания.
• Школьники регулярно решают прикладные задачи и видят результат своих усилий – возникает стойкое понимание, что достижения зависят от количества приложенных усилий.

STEM-образование благоприятно влияет на самооценку и ценности ребенка: школьник видит, как разные сферы жизни взаимосвязаны друг с другом.

Минусы STEM-образования

Как и другие инновационные подходы STEM-подход не лишен определенных недостатков, которые безусловно нужно иметь ввиду.

• STEM-образование в первую очередь нацелено на воспитание будущих инженеров широкого профиля. К сожалению, фокусируясь на развитии логического мышления, преподаватели могут не уделять должного внимания развитию креативных навыков школьников – изобразительное искусство, мировая художественная культура, вокал и прочее остаются в тени образовательного процесса. Потенциально способные к этим дисциплинам школьники не развиваются в стенах школы.
• Имеются сложности в поиске квалифицированных педагогов, готовых работать с новой методикой: учителям-предметникам нужно повышать квалификацию, чтобы отвечать требованиям программы.
• Формы итоговой аттестации (экзамены, контрольные работы) по-прежнему ориентированы на традиционную систему проведения занятий.

Важно отметить, что новатором в плане активного внедрения STEM-подхода в образовательном пространстве являются Соединенные Штаты Америки. STEM-образование внедряется на государственном уровне и такой подход введен в следующих университетах:

• Университет штата Орегон – 169 STEM-специальностей;
• Университет Джорджа Мейсона – 82 STEM-специальностей;
• Университет штата Колорадо – 50 STEM-специальностей;
• Сент-Луисский университет – 47 STEM-специальностей;
• Университет штата Вашингтон – 41 STEM-специальностей;
• Университет Южной Флориды – 39 STEM-специальностей.

Любопытный факт: по статистике средняя часовая зарплата, которую получают работники STEM-сферы в США в два раза больше, чем в среднем у работников других сфер. Сегодня STEM-специалисты – самые востребованные люди на мировом рынке труда. По прогнозам аналитиков Бюро статистики труда США, в ближайшие десять лет потребность в STEM-специалистах опередит другие профессии на 76%. По мнению президента Microsoft Брэда Смита, наступил «кризис гениев» – время, когда технологическим компаниям не хватает квалифицированных STEM-специалистов. Повышение STEM-грамотности поможет любому специалисту оставаться востребованным на рынке труда и иметь конкурентное преимущество в сравнении с другим кандидатами.

Перспективы в развитии STEM-образования

Основные перспективы развития STEM-образования можно объединить в три ведущих направления: персонализация образования, акцент на проектном мышлении и командной работе, смешанный формат обучения.

Персонализация образования. Ведущие мировые университеты стремятся к персонализации образовательных программ – студенты обязательно посещают только несколько базовых дисциплин, а остальные выбирают на свое усмотрение. С одной стороны, такой подход раскрывает потенциал каждого студента, с другой – помогает подстроиться под запросы потенциальных работодателей.

Акцент на командной работе и проектном мышлении. К сожалению, простые инженеры уступают свои позиции. Работодателям нужны инженеры с проектным видением, которые умеют работать в команде и руководить коллективом. Развитие этих навыков остается за бизнес-образованием, но в отличие от STEM, популярность MBA в последнее время падает. Чтобы удовлетворить запрос бизнеса на современных инженерных специалистов, STEM-образование неизбежно внедрит развитие «гибких» навыков в свою программу.

Смешанный формат обучения. Пандемия COVID-19 внесла свои коррективы и наглядно показала необходимость грамотной организации онлайн-образования. Применяя полученный опыт, целесообразно перевести образовательные программы высшего образования в смешанный формат: офлайн плюс онлайн.

Данный подход поможет студентам свободнее планировать свой график, а университеты в свою очередь получают возможность привлечь преподавателей мирового уровня, которые не могут вести занятия очно.

В долгосрочной перспективе STEM-подход должен стать не только частью образовательных программ университетов, но и школ. Это поможет создать единую систему подготовки и повысить эффективность всей системы образования.

 

Рассмотрим четыре основных принципа STEM-образования:

1. Организация учебного процесса в проектном формате. Данный принцип позволяет развивать не только навыки индивидуальной работы, но и умение работать в команде.
2. Практическая направленность, при которой результаты проекта потенциально возможно внедрить на производстве, в повседневной жизни или непосредственно в учебном заведении для усовершенствования учебного процесса.
3. Интегративный подход и междисциплинарный характер, когда предметы изучаются в тесной связке друг с другом.
4. Получение практических навыков и развитие soft skills.

 

Сегодня даже существует Международный день STEM, который отмечается 8 ноября. День STEM был объявлен официальным праздником в 2015 году, а выступивший с этой инициативой генеральный директор компании MGA Entertainment Исаак Ларян отметил, «как важно показать детям, что STEM – это фактически все, что нас окружает. И даже любое хобби, так или иначе, связано с наукой, инженерией, технологиями и математикой».

Чаще всего про STEM-подход вспоминают в контексте получения высшего образования. Однако будет лучше, если с основами STEM-подхода будущие новаторы познакомятся не в вузе, а задолго до похода в школу.

Поскольку STEM-образование основано на комбинации теории и упражнений, заинтересовать ребенка будет не так сложно: дети дошкольного и младшего школьного возраста любят исследовать предметы, ставить опыты, проводить эксперименты.

Внесите конкретику. Чтобы вызвать у ребенка начальный интерес к теме STEM-образования, определите область, к которой ребенок тянется больше всего. Например, проведение химических опытов или сбор конструктора.

Используйте конструкторы и специальные наборы. Наборы содержат специальную инструкцию, родителю вместе с ребенком необходимо внимательно ее изучить и приступить к творчеству.

Развивайте необходимые качества характера.

Конечно, применить STEM-подход в полной мере можно лишь в условиях школы. Однако в наших силах сделать упор на психологические особенности, которые прививает методика – проработка страха неудач, развитие любопытства, желание проверять факты на практике. STEM-образование подготавливает ребенка к решению сложных задач в будущем.

 

Подведем итоги, перед вами топ-10 несомненных плюсов STEM-образования:

1. Междисциплинарный подход и тематическое обучение, когда предметы изучаются в тесной связке друг с другом – STEM-обучение является симбиозом интегративного и проектного подхода, а внедрение науки в технологии, инженерию и математику позволяет избежать далекого от практики характера знаний, что часто встречается в традиционном образовании.
2. Активное внедрение полученных знаний в реальную жизнь – наглядная демонстрация и проектная составляющая безусловно добавляют конкретики в учебный процесс. Факты и четкость делают знания доступными для структурирования. Упорядоченная информация эффективнее применяется для решения нужных задач.
3. Развитие навыков критического мышления и регулярное решение проблемных ситуаций – каждое занятие по технологии STEM-образования превращается в поиск решения какой-либо проблемы, в результате чего сам факт наличия проблемы перестает восприниматься как стрессовый и выполняет исключительно мобилизующую функцию, что всегда полезно как для работы, так и для повседневной жизни.
4. Повышение уверенности в своих силах – это положительный эффект работы всех предыдущих пунктов, потому что умеющий решать проблемы человек, способный предъявить результаты своей деятельности, всегда уверен в себе.
5. Развитие навыков коммуникации и тимбилдинга – в STEM-образовании очень много командной работы над проектами, при этом здесь созданы условия для обсуждения и обмена мнениями. STEM-образование продвигает идеи позитивного отношения к альтернативному мнению – это не критика, а возможность совместно с единомышленниками создавать крутые интеллектуальные продукты, делясь идеями, добиваясь качественного результата.
6. Развитие интереса к техническому творчеству и стимулирование ранней профориентации – учитывая тот факт, что любая специальность технического профиля требует длительной подготовки, ранняя специализация повышает шансы стать высококлассным специалистом, востребованным на рынке труда.
7. Развитие креативного мышления и инновационного подхода к решению задач – учитывая, что с самых первых шагов STEM-образование учит мыслить системно и проходить последовательно все этапы от постановки задачи до готового продукта, это уникальный опыт, который точно пригодится во всех сферах жизни.
8. Связь между обучением и карьерой – возможно, в начальной школе еще рано окончательно определяться с выбором профессии, однако комплекс навыков, который дает STEM-образование на любом этапе обучения, однозначно приближает к цели независимо от конкретного выбора профессии в будущем. Эти навыки одинаково полезны инженерам, конструкторам, механикам, менеджерам, режиссерам, сценаристам, врачам, физикам, биологам и многим другим.
9. Подготовка школьника к технологическим инновациям жизни – даже если ребенок в будущем выберет далекую от науки, техники и творчества профессию, в его жизни все равно будет много технических инноваций, начиная от «продвинутой» бытовой техники и заканчивая сложноустроенными гаджетами. Поэтому научиться разбираться с новыми и непонятными технологиями всегда полезно.
10. STEM можно рассматривать как дополнение к школьной программе – учитывая свою практико-ориентированность STEM-образование может существенно дополнить знания, получаемые в рамках традиционных школьных программ, и стимулировать интерес школьников к решению различных образовательных задач.

 

Анастасия БУТРИМ,

педагог-психолог Института интегрированных форм обучения и мониторинга образования БНТУ